[发明专利]航空施药实时动态风场模拟方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空施药技术领域，具体而言，涉及一种航空施药实时动态风场模拟方法和一种航空施药实时动态风场模拟系统。

背景技术

在航空施药过程中，喷施药液雾滴粒在不同飞行状态条件下的变化过程是技术人员关注的重要参数。在实验室中进行喷洒系统风洞试验研究时，现有技术中通常采用人工设定风洞风速为某一特定值，以模拟在不同条件下航空施药的风速条件。

人工设定风洞流场速度的方式只能模拟飞行器在某一固定飞行模式的瞬时飞行状态，无法进行全作业过程飞行状态的连续模拟，因而无法进行全作业过程喷洒系统的连续工作特性试验仿真。人工设定风洞流场速度完全依赖于人的主观经验和通用试验测试数据，不能根据特定飞行作业环境条件进行飞行状态模拟，因而不能对特定作业任务进行喷施过程模拟和评估。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何准确且连续地模拟飞行器的飞行状态，从而得到连续的喷洒流场速度，进而对风洞进行连续且准确地控制，从而得到连续且准确的喷洒液滴检测结果。

为此目的，本发明提出了一种航空施药实时动态风场模拟方法，包括：S1，根据飞行器的质量分布和外部形体参数生成飞行器的六自由度运动模型；S2，根据机翼每个操作面的面积、偏转角度，计算所述飞行器受到的外力和外力矩；S3，根据所述外力和外力矩对所述六自由度模型进行解算，计算所述飞行器的实时速度、位置、姿态；S4，根据所述实时速度、位置、姿态计算所述飞行器上施药喷头所处的喷洒流场速度；S5，根据所述喷洒流场速度控制风洞产生相应的气流场，在所述气流场中测量所述施药喷头施药的雾滴粒径。

优选地，还包括：实时监测所述风洞中的气流场速度，判断监测到的气流场速度与计算得到的喷洒流场速度是否相同，若不同，则根据计算得到的喷洒流场速度调节所述风洞产生的气流场。

优选地，通过皮托管实时监测所述风洞中的气流场速度，通过采集电路采集所述气流场速度。

优选地，所述外力包括：机体气动升力、机体气动阻力和机体测向力，所述外力矩为机体气动升力力矩、机体气动阻力力矩和机体测向力力矩之和。

优选地，所述步骤S4还包括：根据所述实时速度、位置、姿态生成所述飞行器的轨迹，将轨迹上每点与其对应的雾滴粒径信息对应显示。

本发明还提出了一种航空施药实时动态风场模拟系统，包括：模型生成单元，用于根据飞行器的质量分布和外部形体参数生成飞行器的六自由度运动模型；计算单元，用于根据机翼每个操作面的面积、偏转角度，计算所述飞行器受到的外力和外力矩，根据所述外力和外力矩对所述六自由度模型进行解算，计算所述飞行器的实时速度、位置、姿态，根据所述实时速度、位置、姿态计算所述飞行器上施药喷头所处的喷洒流场速度；控制单元和风洞，所述控制单元用于根据所述喷洒流场速度控制风洞产生相应的气流场；测量单元，用于在所述气流场中测量所述施药喷头施药的雾滴粒径。

优选地，还包括：监测单元，用于实时监测所述风洞中的气流场速度，并发送至所述控制单元，所述控制单元判断监测到的气流场速度与计算得到的喷洒流场速度是否相同，若不同，则根据计算得到的喷洒流场速度调节所述风洞产生的气流场。

优选地，所述监测单元包括：皮托管和采集电路，其中所述皮托管用于实时监测所述风洞中的气流场速度，所述采集电路用于采集所述气流场速度。

优选地，所述外力包括：机体气动升力、机体气动阻力和机体测向力，所述外力矩为机体气动升力力矩、机体气动阻力力矩和机体测向力力矩之和。

优选地，还包括：轨迹生成单元，用于根据所述实时速度、位置、姿态生成所述飞行器的轨迹；显示单元，用于将轨迹上每点与其对应的雾滴粒径信息对应显示。

通过上述技术方案，能够对飞行器飞行过程中喷头所处的环境风场进行模拟，根据特定作业任务对航空施药全过程风场速度参数进行仿真模拟，能针对特定作业任务进行全过程喷施系统所处的喷洒流场环境进行准确地数字模拟和对雾滴粒径分布情况进行准确地评估。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的航空施药实时动态风场模拟方法的示意流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的航空施药实时动态风场模拟系统的示意框图；

图3示出了根据本发明一个实施例的航空施药实时动态风场模拟系统的结构示意图。

具体实施方式